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(10分) 某同學安裝如圖甲的實驗裝置，驗證機械能守恒定律。如圖乙是該實驗得到的一條點跡清晰的紙帶，現(xiàn)要取A、B兩點來驗證實驗，已知電火花打點計時器每隔0.02S打一個點。

請回答下列問題：

（1）電火花打點計時器的工作電壓是________V；

（2）根據(jù)紙帶可以判斷，實驗時紙帶的_______端是和重物相連接（選填“左”或“右”）；

（3）若X2=4.80cm，則在紙帶上打下計數(shù)點B時的速度VB=______m/s（計算結果保留三位有效數(shù)字）；

（4）若X1數(shù)據(jù)也已測出，則實驗還需測出的物理量為___________________。

（5）經過測量計算后，某同學畫出了如圖丙所示的E— h圖線，則圖丙中表示動能隨高度變化的曲線為    (選填“圖線A”或“圖線B”)，

 

【答案】

（1）220V   （2）左      （3）1.20      （4）AB之間的距離或hAB     （5）圖線B   

【解析】

試題分析：（1）電火花打點計時器是利用火花放電使墨粉在紙帶上打出墨點而顯出點跡的一種計時儀器.給電火花打點計時器接220V電源，按下脈沖輸出開關，計時器發(fā)出的脈沖電流，通過接正極的放電針和墨粉紙盤到接負極的紙盤軸，產生火花放電，于是在紙帶上打出一系列的點，而且在交流電的每個周期放電一次，因此電火花打點計時器打出點間的時間間隔等于交流電的周期，電火花打點計時器的工作電壓是220V；

（2）從紙帶上可以發(fā)現(xiàn)從左到右，相鄰的計數(shù)點的距離越來越大，也就是說明速度越來越大，與重物相連接的紙帶先打出點，速度較小，所以實驗時紙帶的左端通過夾子和重物相連接；

（3）因紙帶隨重物一起做勻加速直線運動，所以根據(jù)勻變速直線運動的推論得：打出B點時紙帶運動的瞬時速度為

（4）若X1數(shù)據(jù)已測出，則可求出在紙帶上打下計數(shù)點B時的速度，進而可求出AB兩點動能的變化量，要驗證機械能守恒定律，則還要求出重力勢能的變化量，所以還要測出AB之間的距離；

（5）因重物在下落過程中做勻加速直線運動，所以高度越來越小，速度越來越大，動能越來越大，故圖丙中表示動能隨高度變化的曲線為圖線B．

考點：本題考查“驗證機械能守恒定律”實驗的原理、電火花打點計時器的工作原理、紙帶問題的處理處理方法、利用圖象處理實驗數(shù)據(jù)．

 

練習冊系列答案
相關習題

科目：高中物理 來源： 題型：閱讀理解

（2011?河東區(qū)一模）（1）一輛汽車在平直的公路上以某一初速度運動，運動過程中保持恒定的牽引功率，其加速度a和速度的倒數(shù)（1/v）圖象如圖所示．若已知汽車的質量為m=1.5×103kg，則汽車運行時的功率為
60
60
kW，所受到的阻力為
3.0
×10
3
 
3.0
×10
3
 
N．
（2）某實驗小組利用如圖甲所示的氣墊導軌實驗裝置來探究合力一定時，物體的加速度與質量之間的關系．
①做實驗時，將滑塊從圖甲所示位置由靜止釋放，由數(shù)字計時器（圖中未畫出）可讀出遮光條通過光電門1、2的時間分別為△t1、△t2；用刻度尺測得兩個光電門中心之間的距離x，用游標卡尺測得遮光條寬度d．則滑塊加速度的表達式a=
d
2
 
△t
2
2
-
d
2
 
△t
2
1
2x
d
2
 
△t
2
2
-
d
2
 
△t
2
1
2x
．（以上表達式均用已知字母表示）．
如圖乙所示，若用20分度的游標卡尺測量遮光條的寬度，其讀數(shù)為
8.15
8.15
mm．

②為了保持滑塊所受的合力不變，可改變滑塊質量M和氣墊導軌右端高度h（見圖甲）．關于“改變滑塊質量M和氣墊導軌右端的高度h”的正確操作方法是
BC
BC

A．M增大時，h增大，以保持二者乘積增大
B．M增大時，h減小，以保持二者乘積不變
C．M減小時，h增大，以保持二者乘積不變
D．M減小時，h減小，以保持二者乘積減小
（3）（8分）2010年諾貝爾物理學獎授予英國曼徹斯特大學科學家安德烈?海姆和康斯坦丁?諾沃肖洛夫，以表彰他們對石墨烯的研究．他們最初是用透明膠帶從石墨晶體上“粘”出一片石墨烯的．我們平常所用的鉛筆芯中就含有石墨，能導電．某同學設計了探究鉛筆芯伏安特性曲線的實驗，得到如下數(shù)據(jù)（I和U分別表示通過鉛筆芯的電流和其兩端的電壓）：
U/V 0.00 0.40 0.80 1.20 1.60 2.00
I/A 0.00 0.10 0.18 0.28 0.38 0.48
實驗室提供如下器材：
A．電流表A1（量程0.6A，內阻約為1.0Ω）
B．電流表A2（量程3A，內阻約為0.1Ω）
C．電壓表V1（量程3V，內阻3kΩ）
D．電壓表V2（量程15V，內阻15kΩ）
E．滑動變阻器R1（阻值0～10Ω，額定電流2A）
F．滑動變阻器R2（阻值0～2kΩ，額定電流0.5A）
①除長約14cm的中華繪圖2B鉛筆芯、穩(wěn)壓直流電源E（6V）、開關和帶夾子的導線若干外，還需選用的其它器材有
ACE
ACE
（填選項前字母）；
②在虛線方框中畫出實驗電路圖；
③根據(jù)表格中數(shù)據(jù)在坐標紙上畫出鉛筆芯的I-U圖線．

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科目：高中物理 來源： 題型：閱讀理解

（2009?崇文區(qū)一模）（1）①如圖所示，用刻度尺測得物體的長度為
3.42
3.42
cm．

②下列實驗中需要用刻度尺測量長度的實驗是：
ABCD
ABCD
．（填入選擇的字母代號）

（2）現(xiàn)有量程Ig=500μA，內阻約為100Ω的微安表G，將其改裝成量程為10V的電壓表．
①采用如圖所示的電路測電流表G的內阻Rg，可選用的器材有：

A．電阻箱：最大阻值為999.9Ω
B．電阻箱：最大阻值為99999.9Ω
C．滑動變阻器：最大阻值為200Ω
D．滑動變阻器，最大阻值為2kΩ
E．電源：電動勢約為2V，內阻很小
F．電源：電動勢約為6V，內阻很小
G．開關、導線若干
為提高測量精度，在上述可供選擇的器材中，可變電阻R1應選擇
B
B
；可變電阻R2應選擇
A
A
；電源E應選擇
F
F
．（填入選用器材的字母代號）
②若測得Rg=105.0Ω，需
串
串
聯(lián)一個
19895
19895
Ω的電阻將它改裝成量程10V電壓表．
（3）如圖甲所示是一種測量電容的實驗電路圖，實驗是通過對高阻值電阻放電的方法測出電容器充電至電壓U時所帶的電荷量Q，從而再求出待測電容器的電容C．

某同學在一次實驗時的情況如下：
a．根據(jù)圖甲所示的電路圖接好實驗電路；
b．閉合開關S，調節(jié)電阻箱R的阻值，使小量程電流表的指針偏轉接近滿刻度，記下此時電流表的示數(shù)I0=490μA，電壓表的示數(shù)U0=8.0V（I0、U0分別是電容器放電時的初始電流和電壓）；
c．斷開開關S，同時開始計時，每隔5s或10s測一次電流i值，將測得數(shù)據(jù)填入表格，并標示在坐標紙上（時間t為橫坐標，電流i為縱坐標）如圖乙中黑點所示．根據(jù)上述實驗，回答下列問題：
①在圖乙中畫出i-t圖線；
②在①中，描繪的圖線與坐標軸所圍成面積的物理意義
電容器充電到電壓為U時所帶的電荷量
電容器充電到電壓為U時所帶的電荷量
；
③該電容器的電容為
1.0×10-3
1.0×10-3
F（結果保留兩位有效數(shù)字）．

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科目：高中物理 來源： 題型：

在“用DIS研究機械能守恒定律”時，將如圖1所示的實驗裝置中的光電門傳感器接入數(shù)據(jù)采集器，實驗中A、B、C、D四點高度分別為0.150m、0.100m、0.050m、0.000m，已由計算機默認，不必輸入。

（1）(3分)某同學要測定擺錘在D點的機械能ED，將光電門安放在D點，點擊“開始記錄”，同時讓擺錘在圖1所示位置由靜止釋放，計算機將擺錘的速度自動記錄在表格的對應處，如圖2所示。由此測得的ED________（填“正確”“偏大”“偏小”），理由是_______________________________。

（2）（3分）實驗獲得的圖象如圖3所示。橫軸表示擺錘距D點的高度h，縱軸表示擺錘的能量（重力勢能Ep、動能Ek或機械能E），以下判斷正確的是（    ）   

（A）擺錘在A點速度不為零

（B）圖象記錄的最大重力勢能約為1.53×10-2J

（C）乙圖線與丙圖線的縱坐標數(shù)值之和為一常數(shù)，表明機械能守恒

（D）甲圖線表明擺錘擺動時只受重力的作用

 

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科目：高中物理 來源：2012屆上海市長寧區(qū)高三4月教學質量檢測（二模）物理試卷2（帶解析） 題型：實驗題

在“用DIS研究機械能守恒定律”時，將如圖1所示的實驗裝置中的光電門傳感器接入數(shù)據(jù)采集器，實驗中A、B、C、D四點高度分別為0.150m、0.100m、0.050m、0.000m，已由計算機默認，不必輸入。
（1）(3分)某同學要測定擺錘在D點的機械能ED，將光電門安放在D點，點擊“開始記錄”，同時讓擺錘在圖1所示位置由靜止釋放，計算機將擺錘的速度自動記錄在表格的對應處，如圖2所示。由此測得的ED________（填“正確”“偏大”“偏小”），理由是_______________________________。

（2）（3分）實驗獲得的圖象如圖3所示。橫軸表示擺錘距D點的高度h，縱軸表示擺錘的能量（重力勢能Ep、動能Ek或機械能E），以下判斷正確的是（   ）   
（A）擺錘在A點速度不為零
（B）圖象記錄的最大重力勢能約為1.53×10-2J
（C）乙圖線與丙圖線的縱坐標數(shù)值之和為一常數(shù)，表明機械能守恒
（D）甲圖線表明擺錘擺動時只受重力的作用

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科目：高中物理 來源：2011-2012學年上海市長寧區(qū)高三4月教學質量檢測（二模）物理試卷2（解析版） 題型：實驗題

在“用DIS研究機械能守恒定律”時，將如圖1所示的實驗裝置中的光電門傳感器接入數(shù)據(jù)采集器，實驗中A、B、C、D四點高度分別為0.150m、0.100m、0.050m、0.000m，已由計算機默認，不必輸入。

（1）(3分)某同學要測定擺錘在D點的機械能ED，將光電門安放在D點，點擊“開始記錄”，同時讓擺錘在圖1所示位置由靜止釋放，計算機將擺錘的速度自動記錄在表格的對應處，如圖2所示。由此測得的ED________（填“正確”“偏大”“偏小”），理由是_______________________________。

（2）（3分）實驗獲得的圖象如圖3所示。橫軸表示擺錘距D點的高度h，縱軸表示擺錘的能量（重力勢能Ep、動能Ek或機械能E），以下判斷正確的是（    ）   

（A）擺錘在A點速度不為零

（B）圖象記錄的最大重力勢能約為1.53×10-2J

（C）乙圖線與丙圖線的縱坐標數(shù)值之和為一常數(shù)，表明機械能守恒

（D）甲圖線表明擺錘擺動時只受重力的作用

 

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